仿生水下航行器

低速姿态稳定

利用波动鳍推进航行，通过控制算法实现横滚和俯仰的主动稳定，适合替代人工采集海洋生物。

王宇 · Lv, Jiaqi · Bai, Xuejian · Wang, Shuo · 孙宁 · 王潍 · 程龙 · 侯增广 · 谭民

IEEE Transactions on Industrial Electronics 2024

技术优势

低速姿态稳定

通过波动鳍推进和主动姿态稳定控制，实现低速下的横滚和俯仰角稳定，适合精细作业。

约束处理全面

控制器充分考虑速度、最大角度和控制输入饱和等实际约束，提高控制可行性。

响应更快

非线性自适应权重函数针对状态误差及其变化率设计，使系统状态更快稳定。

稳定性提升

优化函数中考虑控制输入变化率，确保航行器姿态稳定性。

应用场景

• 水下机器人：利用波动鳍推进和主动姿态稳定，在水下执行精细任务。
• 自主巡航：控制算法实现定深自主巡航，无需人工干预。
• 海洋生物采集：替代人工采集海洋生物，实验验证了自主采集能力。
• 仿生航行器：仿生波动鳍推进，低速稳定，适合生物采样等任务。
• 水下作业机器人：姿态稳定控制保障水下作业时的稳定性。